串口发送数据——字符串发送与十六进制发送的区别

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#二进制 #ascii #串口 #发送接收 #十六进制

本文详细解释了串口通信中字符串发送与十六进制发送的区别，包括数据如何转换为二进制进行发送的过程，并通过实例对比两种发送方式的不同。

在使用串口发送数据时可以选择字符串发送或者十六进制发送，通常情况下我们习惯选用字符串发送数据。关于两者的区别，需要从计算机存储数据的格式说起。

        在计算机中，数据是以二进制的形式存储的，例如十进制 1（10）在计算机中用 0000 0001（2）来表示。我们在用串口发送数据的时候首先将待数据转换为对应的ASCII码，然后再将这些ASCII码按照二进制的方式一位一位的发送出去。

例如我们要发送一串数据“A852010100000000A91A”，以字符串和十六进制两种方式发送：

（1）字符串发送

         串口以字符串发送数据，首先将字符串转化为二进制，格式如下：

          0000 1010     0000 1000    0000 0110    0000 0010    0000 0000   0000 0001   0000 0000    0000 0001 

                A                   8                  5                      2                    0                1                    0                    1

 

          0000 0000     0000 0000   0000 0000    0000 0000     0000 1010    0000 1001    0000 0001    0000 1010

                          0                   0                     0                   0                    A                   9                   1                   A

         然后按照8位（串口设置数据位为8位）形式将数据发送出去。

         串口接收的数据格式如下：

              

编号

数据内容

编号

数据内容

0

A

8

0

1

8

9

0

2

5

10

0

3

2

11

0

4

0

12

A

5

1

13

9

6

0

14

1

7

1

15

A

 （2）十六进制发送数据

          串口以十六进制发送数据，首先将数据转化为：

          1010 1000     0110 0010    0000 0001     0000 0001    0000 0000    0000 0000     1010 1001     0001 1010

              0XA8            0X52               0X01             0X01              0X00           0X00                0XA9            0X1A 

         然后按照8位（串口设置数据位为8位）形式将数据发送出去。

         串口接收的数据格式如下：

编号

数据内容

编号

数据内容

0

A8

4

00

1

52

5

00

2

01

6

A9

3

01

7

1A

 

          仔细对照接收结果就很容易明白字符串发送和十六进制发送的区别了。

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using System.IO.Ports; using System.Linq; using System.Text; public class SerialPortHelper { private SerialPort serialPort; public SerialPortHelper(string portName, int baudRate = 9600) { serialPort = new SerialPort(portName, baudRate); serialPort.Open(); // 打开串口 } // 发送十六进制数据的方法 public void SendHexData(string hexString) { // 移除空格和无效字符 hexString = hexString.Replace(" ", "").Replace("-", "").ToUpper(); // 检查字符串长度是否为偶数（每个字节由两位十六进制表示） if (hexString.Length % 2 != 0) throw new ArgumentException("十六进制字符串长度必须为偶数"); // 转换为字节数组 byte[] byteArray = new byte[hexString.Length / 2]; for (int i = 0; i < byteArray.Length; i++) { string byteStr = hexString.Substring(i * 2, 2); byteArray[i] = Convert.ToByte(byteStr, 16); // 16表示十六进制基数 } // 发送数据 serialPort.Write(byteArray, 0, byteArray.Length); Console.WriteLine($"发送成功: {BitConverter.ToString(byteArray)}"); } } ``` - **解释**: - 此方法避免引用[2]中的ASCII转换，直接处理字节，确保数据完整性[^2]。 - 使用`BitConverter.ToString`可方便地显示字节数组为十六进制格式。 - 示例：发送 "0A01" 会转换为字节数组 `{0x0A, 0x01}`，并通过串口发送。 #### 3. **接收十六进制数据的方法** 接收时，使用`DataReceived`事件监听串口数据。事件触发时，读取字节数组并将其转换为十六进制字符串显示。 - **步骤**: 1. 订阅`DataReceived`事件。 2. 在事件处理函数中，读取可用字节。 3. 将字节数组转换为十六进制字符串（每字节两位）。 - **代码示例**（扩展上述类）: ```csharp public class SerialPortHelper { // 初始化部分同上... public void StartReceiving() { serialPort.DataReceived += SerialPort_DataReceived; } private void SerialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e) { // 读取所有可用字节 int bytesToRead = serialPort.BytesToRead; byte[] buffer = new byte[bytesToRead]; serialPort.Read(buffer, 0, bytesToRead); // 转换为十六进制字符串显示 string hexString = BitConverter.ToString(buffer).Replace("-", " "); Console.WriteLine($"接收数据: {hexString}"); // 可选：触发自定义事件或处理数据 // OnDataReceived?.Invoke(this, hexString); } } ``` - **解释**: - `DataReceived`事件在数据到达时异步触发，适合实时接收。 - 使用`BitConverter.ToString`简化转换，输出格式如 "0A 01 07"。 - 引用[1]强调基础知识的掌握，如十六进制与字节的对应关系，有助于调试[^1]。 #### 4. **完整使用示例** 以下是一个简单的控制台应用示例，演示发送和接收流程（假设串口COM1已连接设备）。 ```csharp using System; class Program { static void Main() { var helper = new SerialPortHelper("COM1", 9600); helper.StartReceiving(); // 启动接收监听 // 示例：发送十六进制数据 helper.SendHexData("0A 01 07 E0"); // 发送命令 Console.WriteLine("按Enter键退出..."); Console.ReadLine(); helper.serialPort.Close(); // 关闭串口 } } ``` - **注意事项**: - **数据格式**：十六进制字符串应忽略大小写（如"A"或"a"均可），引用[1]提到字母不区分大小写[^1]。 - **错误处理**：添加异常捕获（如`ArgumentNullException`或`FormatException`），确保输入合法。 - **性能**：大数据传输时，避免在事件处理函数中阻塞线程；可使用缓冲区或异步任务。 - **可靠性**：引用[2]的方法可能引入错误（如非文本数据），本方案更直接高效[^2]。 #### 5. **总结** 实现C#串口通信的十六进制数据发送和接收，关键在于正确处理字节数组转换。发送时解析十六进制字符串为字节数组，接收时反转换回十六进制格式。这确保数据二进制完整性，适用于各种硬件协议（如Modbus）。正如引用[1]所述，掌握进制转换基础能以不变应万变[^1]。建议在实际开发中测试数据格式和设备兼容性。
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